Vorbetrachtung S7-GRAPH

Mit Einführung der grafischen PLC-Programmiersprachen in den 1980er Jahren mit GRAPH 5 stand für die Programmierer von SPS-Controllern ein umfangreiches Werkzeug zur einfachen grafischen Programmierung von sequenziellen Prozessen in Form von Schrittketten zur Verfügung. Auch mit der Weiterentwicklung als Option im SIMATIC Manager und heute im Umfang von STEP7 Prof. im TIA Portal ist S7-GRAPH die erste Wahl zur Implementierung von Schrittketten. Insbesondere bietet die grafische Darstellung von S7-GRAPH einen bedeutenden Mehrwert für die Diagnose und kann auch mit der TIA Portal Option ProDiag in HMI-Systemen zur grafischen Anzeige genutzt werden.

Einschränkungen bei der Verfügbarkeit von S7-GRAPH mit S7-1200 Steuerungen

Das TIA Portal stellt zur Programmierung der SIMATIC S7-1200 Automatisierungssysteme die IEC61131 konformen Programmiersprachen KOP, FUP und SCL (ST) bereit.
Bei der S7-1200 wird jedoch nicht zuletzt aufgrund des reduzierten Speichers kein S7-GRAPH angeboten.

PLCOpen konforme Vorlagen in der LGF-Bibliothek zum Aufbau einer einfachen Schrittkette in SCL

Um dennoch auch mit S7-1200 Steuerungen Schrittketten realisieren zu können, müssen die dort verfügbaren Sprachen und deren Funktionsumfang näher betrachtet werden.
Ein bewährte Lösung bei der Umsetzung einer schrittweisen Programmbearbeitung bietet die Verwendung der Kontrollstruktur CASE in der Programmiersprache SCL.

Eine bereits vorgefertigte Vorlage zur Schrittkettenbearbeitung mit vorformulierter CASE Struktur ist in der frei verfügbaren LGF Bibliothek zu finden. Die LGF-Bibliothek bietet hierzu 3 Vorlagen in Form von mehr oder weniger detaillierten PLCopen konformen Funktionsbausteinen mit integrierter CASE Struktur. Neben der eigentlichen Steuerung der Schrittsequenzen im CASE Bereich werden in diesen Bausteinvorlagen auch die PLCopen Funktionen zur Diagnose- und Statusbearbeitung berücksichtigt

Bild 1: Ablage der Bausteine im Bereich der Kopiervorlagen der LGF-Bibliothek

Bild 2: Grundsätzliche Struktur des Bausteins (Beispiel: Baustein „ExecuteTemplateSimple“)

Wesentliche Unterschiede und Tipps zur Umsetzung der SCL-Lösung versus S7-GRAPH

• Aktionen, welche einem Schritt zugehörig sind, werden in dem Schritt zugehörigen CASE Bereich programmiert.
• Die dem Schritt nachgeschaltete Transition als Weiterschaltbedingung zum nächsten Schritt könnte dann ebenfalls unmittelbar nach der Schrittbearbeitung geprüft werden.
  Umsetzung der Transition z.B. mit IF THEN ELSE Strukturen und Zuweisung bei Gültigkeit auf die nächst höheren CASE Bereichsauswahl (Schrittzähler +1).
• Interlock und Supervision sind ebenfalls eigenständig mit den verfügbaren Kontrollstrukturen in SCL innerhalb des jeweiligen Schrittbereichs zu entwickeln.
• Simultan- und Alternativzweige könnten bei der SCL-Lösung über zusätzliche CASE Strukturen gelöst werden

Fazit: Für wen lohnt sich der Aufwand?

Die o.g. Ausführungen zeigen, dass die Implementierung einer Schrittkette in SCL trotz der hilfreichen Templates der LGF-Bibliothek einen bestimmten Aufwand erfordern. Insofern die Bausteine als standardisierte Module auch für zukünftige Projekte erstellt, versioniert und in Bibliotheken genutzt werden sollen, ist die o.g. Lösung durchaus interessant. Somit bedarf es einer Abwägung zwischen Aufwand und Nutzen. Alternativ zur Umsetzung der Schrittklette mit einer S7-1200 Steuerung könnte auch der kompakte und kostengünstige SIMATIC Distributed Controller ET200SP eine Lösung darstellen. Die SIMATIC S7-1500SP Controller stellen die S7-GRAPH Funktionen in vollem Umfang zur Verfügung.

Weitere Informationen zum Thema

• Download LGF-Bibliothek
•  Engineering Workflow #1 Wie programmiere ich eine PLCopen konforme Schnittstelle an einem PLC-Codebaustein (FC/FB)?

Hinweis und Haftungsausschluss!

Die o.g. Tipps stellen lediglich einen kleinen Auszug von Lösungsansätzen vor, weitere Lösungen sind möglich.  Irrtümer und Fehler vorbehalten.Die in diesem Artikel beschriebene Vorgehensweise bezieht sich auf den Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels (Stand: August 2023).

Viele Grüße

Eure Fachberatung Deutschland (PK)